OB电竞机械设备行业周报：人形机器人对控制系统实时性要求高控制器用量大

　　运动控制是指对机械运动部件的位置、速度、方向等进行实时控制，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。控制器就是执行控制任务的核心部件，控制器厂商大多自主开发算法，外购芯片。通常一个完整的控制反馈闭环流程是：CPU向控制器发送运动指令，控制器接收操作指令后进行运动轨迹规划，向驱动器发送控制信号（0和1）；驱动器将控制信号转变为电流和电压信号发送给电机；执行电机按所设定的力矩、速度、位置等指令信号完成相应的运动；测量反馈装置则将检测到的移动部件的实际位移量进行位置反馈，以纠正电机执行动作的偏差。动作指令完成后，控制器再向CPU发送一个结束的信号来结束这个运动指令。

　　在上述控制反馈系统中，驱动器和执行电机的用量比例是1:1。传统6轴工业机器人的控制器和驱动器用量比例是1:6，因时机器人机械手可能采用1:3或1:6的方案。对于包含28个一体化关节、12个高灵敏度要求的手部关节，以及大量的传感器的特斯拉机器人来说，控制器（控制卡）用量将更大，原因主要为以下两点：第一，大量使用控制器保证所有算法都满足实时性的要求，所有的伺服关节同步运动，传感器的数据同步采集，算法的输入和输出都始终处于一个节拍，从而保证机器人的运动性能。第二，控制器作为上位机，开发人员可提前在每个控制器内预设关节运动算法，大脑直接调用，大大减缓运算压力、提高反馈速度，满足人形机器人对关节执行器低延迟的需求。我们假设人形机器人内控制器：驱动器用量为1:1，按单个关节控制卡400元算，40个关节单机价值1.6万元。

　　特斯拉机器人已拥有非常强的软件及算法优势（主要负责CPU内算法），落地进度取决于硬件产能建设以及规模化生产降本的进度。关节模组的关键设计由特斯拉完成，后续产能支持则由供应商配合，国产供应商受益。2023年6月国内主要集成商三花智控发布GDR募资公告，拟投资2.02亿元整合控制器、编码器等资源建设机器人关节执行器项目，国产控制器厂商受益确定性进一步增强。我们认为具备以下三点特征的供应商优势大：第一，控制器领域龙头，卡位优势明显；第二，具备资金实力、配合度、大规模制造工艺能力和生产组织能力。第三，机器人控制器里的算法主要是四肢/手的运动控制算法，因此给机器人、智能家居、电动工具领域客户稳定供货的控制器厂商在算法开发上更具优势。

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　　拓邦股份（同时提供控制器和空心杯电机。控制器产品在电动工具、智能家居、工控领域占据重要份额）；雷赛智能；万讯自控（联营子公司视科普提供3D视觉+AI+机器人运动规划方案，此前已供货特斯拉车厂）；英威腾；海得控制。